【学案】第3节 DNA的复制OK
第3章基因的本质
第3节DNA的复制学案
编写：李成明
一、学习目标
1.证明DNA分子是半保留复制的方法和过程(选学)。
2.DNA复制的过程及特点。
3.探讨DNA复制的生物学意义。
二、学习指导
（一）、DNA分子复制的推测及实验证据
1．科学家对DNA分子的复制作出了哪些推测？
沃森和克里克提出的遗传物质自我复制的假说——________________：DNA分子复制时，DNA分子的____________将解开，互补碱基之间的________断裂，解开的两条单链作为复制的________，游离的脱氧核苷酸依据______________原则，通过形成__________，结合到作为模板的单链上，结果新合成的每个DNA分子中都保留了原来DNA分子中的一条链。
2．怎样证明DNA分子是半保留复制的？(选学)
科学家以含有________标记的NH4Cl培养液培养大肠杆菌，让它繁殖几代后再转移到________的普通培养液中，在不同时期收集大肠杆菌并提取DNA，再将提取的DNA进行________，记录离心后DNA的位置。
离心后试管中出现三条DNA带：一条用________表示，其密度最大，靠近试管底部；一条用________表示，其密度居中，位置也居中；还有一条用________表示，其密度最小，离试管底部最远。由此证明DNA的复制是以____________方式进行的。（二）、DNA分子复制的过程
DNA分子的复制是一个边________边________的过程，复制需要模板、原料、能量和______等基本条件。DNA分子独特的________________结构为复制提供了精确的模板，通过________________，保证了复制能够准确地进行。
1．关于DNA复制的早期推测
在早期的研究中科学家们提出了三个模型，全保留复制模型、弥散复制模型和半保留复制模型。如下图表示：
2．理解DNA分子复制的过程和特点。
(1)概念：指以亲代DNA为模板合成子代DNA的过程。
(2)时间：细胞有丝分裂间期和减数第一次分裂前的间期。
(3)条件：以解开的每一段母链为模板，以游离的4种脱氧核苷酸为原料，需要能
量、DNA聚合酶等条件。
(4)过程(特点)：边解旋边复制；半保留复制；多起点。
3．DNA分子精确复制的原因和意义
(1)DNA能精确复制的原因
①DNA独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板；②两条链上的碱基具有互补
配对能力，保证了DNA复制能够精确地进行。
(2)意义：将遗传信息从亲代传给子代，从而保持了遗传信息的连续性。
（三）、DNA分子半保留复制的有关计算
亲代DNA分子复制n代后：
(1)形成的DNA分子总数为2n个。
(2)其中含有亲代DNA分子母链的只有两个，占子代DNA分子总数的比值为2/2n，
即1/2n－1。
(3)亲代母链只有两条，占子代DNA总的脱氧核苷酸链数的2/(2n×2)，即1/2n。
(4)合成的2n个DNA分子的碱基对的排列顺序是完全一样的。
知识点一DNA分子复制的推测及实验证据
1．在实验室里，让一个DNA分子(称为第一代)连续复制三次，那么，在第四代DNA 分子中，含有第一代DNA分子链的DNA分子占() A．100% B．75% C．50% D．25%
2．DNA分子的半保留复制是指() A．DNA分子中的一条链进行复制，另一条链不复制
B．DNA分子中的一半进行复制，另一半不复制
C．每一个子代DNA分子均保留了其亲代DNA分子中的一条单链
D．DNA分子复制后，一条链仍为亲代DNA分子，另一条链为子代DNA分子知识点二DNA分子复制的过程
3．在DNA复制过程中，保证复制准确无误进行的关键步骤是() A．解旋酶破坏氢键并使DNA双链解开
B．游离的脱氧核苷酸与母链碱基互补配对
C．与模板链配对的脱氧核苷酸连接成子链
D．子链与模板链盘绕成双螺旋结构
4．科研人员欲利用从生物体细胞内提取的一个DNA分子和标记了放射性同位素3H的4种脱氧核苷酸，在实验室里合成新的DNA分子。
(1)除了上述几种物质外，还需______和__________。
(2)在第二代所有DNA分子中含3H的单链和第三代中不含3H的单链各有______
条和______条。
(3)如果在DNA分子的100个脱氧核苷酸碱基对中有30个T，那么以其为模板所
复制的一个新的DNA分子中应有______个G。
(4)由上述实验结果可知DNA的复制方式是__________。
知识点三DNA分子半保留复制的有关计算
5．某DNA分子复制三次后，所得到的第四代DNA分子中，含有第一代DNA中脱氧核苷酸链的条数是
()
A．1条B．2条C．4条D．8条
6．DNA分子某片段包含m个碱基，其中胞嘧啶n个。该片段复制2次，需要游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸数为() A．(m－2n)/2 B．(3m－6n)/2
C．m－2n D．2m－4n
1．下列关于DNA复制的叙述，正确的是() A．DNA分子在解旋酶的作用下，水解成脱氧核苷酸
B．在全部解旋之后才开始碱基配对
C ．解旋后以一条母链为模板合成两条新的子链
D ．复制后，每个新DNA 分子中都含有一条母链和一条子链
2．如果把只含15N 的DNA 分子叫做重DNA ，把只含14N 的DNA 分子叫做轻DNA ，把一条链含15N 、另一条链含14N 的DNA 分子叫做中DNA 。那么，将一个完全被15N 标记的DNA 分子放入到含14N 的培养基上培养，让其连续复制三代，则培养基内重DNA 、中DNA 和轻DNA 的分子数分别是
( )
A ．0、2、6
B ．2、0、6
C ．2、4、2
D ．6、0、2
3．DNA 分子复制时解旋酶作用的结构可以是 ( ) A. B.
C ．A —U
D ．G —C
4．某个DNA 片段由500对碱基组成，A ＋T 占碱基总数的34%。若该DNA 片段复制2次，共需游离的胞嘧啶脱氧核苷酸分子个数为 ( )
A ．330
B ．660
C ．990
D ．1 320
5．假如一个DNA 分子含有1 000个碱基对，将这个DNA 分子放在用32P 标记的脱氧核苷酸的培养液中让其复制一次，则新形成的一个子代DNA 分子的相对分子质量比原来增加了 ( )
A ．1 000
B ．2 000
C ．500
D ．无法确定
6．如图表示DNA 分子复制的片段，图中a 、b 、c 、d 表示各
条脱氧核苷酸链。一般地说，下列各项正确的是 ( )
A ．a 和c 的碱基序列互补
B ．b 和c 的碱基序列相同
C ．a 链中(A ＋T)/(G ＋C)的比值与b 链中同项比值相同
D ．a 链中(A ＋T)/(G ＋C)的比值与d 链中同项比值不同 能力提升
7．亚硝酸盐可使DNA 的某些碱基脱去氨基，碱基脱氨基后的变化如下：C 转变为U(U
与A 配对)，A 转变为I(I 为次黄嘌呤，与C 配对)。现有一DNA 片段为—AGTCG —①—TCAGC —②
，经亚硝酸盐作用后，若链①中的A 、C 发生脱氨基作用，经过两轮复制后其子代DNA 片段之一为 ( )
A. —CGTTG ——GCAAC —
B. —GGTCC ——CCAGG —
C. —GGTTG ——CCAAC —
D. —CGTAG ——GCA TC —
8．女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA 分子可达36 mm ，DNA 复制速度约为4 μm/min ，但复制过程仅需40 min 左右即可完成。这是因为DNA 分子 ( )
A ．边解旋边复制
B ．一个复制点双向复制，使子链迅速延伸
C ．以半保留方式复制
D ．复制起点多，分段进行复制
9．若将果蝇的一个精原细胞中的一个DNA 分子用15N 进行标记，正常情况下在该细胞形成的精细胞中，含15N 的精细胞数占 ( )
A ．1/8
B ．1/4
C ．1/2
D ．1/16
10．用32P 标记玉米体细胞(含20条染色体)的DNA 分子双链，再将这些细胞转入不含
32P 的培养基中培养，在第二次细胞分裂的中期、后期一个细胞中的染色体数目和被32P 标记的染色体数目分别是 ( )
A ．中期20和20、后期40和20
B ．中期20和10、后期40和20
C．中期20和20、后期40和10 D．中期20和10、后期40和10
11.根据图示回答：
(1)该图表示的生理过程是__________________，该过程主要发生在细胞的
________部位。
(2)图中的1、2、3、4、5分别是________、__________、________、________、
__________。
(3)假如经过科学家的测定，A链上的一段基因(M)中的A∶T∶C∶G为
2∶1∶1∶3，能不能说明该科学家的测定是错误的？__________，原因是____________________。
(4)以A链的M基因为模板复制出的B链，碱基比例应该是__________________。
12．在氮源为14N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为14N·DNA(对照)；在氮源为15N的培养基上生长的大肠杆菌，其DNA分子均为15N·DNA(亲代)。将亲代大肠杆菌转移到含14N的培养基上，再连续繁殖两代(Ⅰ和Ⅱ)，用某种离心方法分离得到的结果如图甲所示。
(1)由实验结果可以推测第一代(Ⅰ)细菌DNA分子中一条链是__________，另一条
链是________________________________________________________________________。
(2)将第一代(Ⅰ)细菌转移到含15N的培养基上繁殖一代，将所得到的细菌的DNA
分子用同样的方法分离，请参照图甲，将DNA分子可能出现在试管中的位置在图乙中标出。